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Frustrating interactions and broadened magnetic excitations in the edge-sharing CuO$$_{2}$$ chains in La$$_{5}$$Ca$$_{9}$$Cu$$_{24}$$O$$_{41}$$

辺共有CuO$$_{2}$$鎖を有するLa$$_{5}$$Ca$$_{9}$$Cu$$_{24}$$O$$_{41}$$におけるフラストレートした相互作用と磁気励起のブロード化

松田 雅昌; 加倉井 和久; Lorenzo, J. E.*; Regnault, L. P.*; Hiess, A.*; 白根 元*

Matsuda, Masaaki; Kakurai, Kazuhisa; Lorenzo, J. E.*; Regnault, L. P.*; Hiess, A.*; Shirane, Gen*

量子磁性体La$$_{5}$$Ca$$_{9}$$Cu$$_{24}$$O$$_{41}$$の中性子非弾性散乱実験を行った。この物質はCuO$$_{2}$$スピン鎖を有し、低温で反強磁性秩序(鎖内は強磁性的)を示す。結晶構造と磁気構造からは、相互作用は単純であると予想されるが、磁気励起の実験結果、まず一軸性の磁気異方性が大きいことがわかった。また、CuO$$_{2}$$スピン鎖の鎖内,鎖間ともに相互作用は弱く(10K以下)、特に鎖内では相互作用が反強磁性的であり、さらに鎖内と鎖間の相互作用にはフラストレーションが働いていることがわかった。磁気励起の特徴として線幅が大きく広がっていることが挙げられるが、この原因としてフラストレーションと少量のホールによる無秩序化の効果が考えられる。このように、CuO$$_{2}$$スピン鎖は磁気異方性とフラストレーションに由来した興味深い磁気的性質を示すことがわかった。

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分野:Materials Science, Multidisciplinary

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